在AWGN信道下的LDPC码的二进制BP算法译码

资 源 简 介

在AWGN信道下的LDPC码的二进制BP算法译码

详 情 说 明

在加性高斯白噪声（AWGN）信道下，LDPC（低密度奇偶校验）码因其优异的纠错性能而被广泛应用于通信系统。二进制BP（置信传播）算法是其高效的译码方法之一，通过迭代计算变量节点与校验节点之间的置信度信息，逐步修正误码，最终恢复原始数据。

LDPC码的校验矩阵具有稀疏特性，这使得BP算法能够高效执行。在AWGN信道下，接收信号会受到高斯噪声干扰，初始时变量节点根据接收信号计算先验概率。随后，BP算法通过迭代执行以下两个主要步骤：

变量节点到校验节点（V2C）更新：每个变量节点收集相邻校验节点的外部信息，并结合初始观测值计算后验概率，传递给校验节点。 校验节点到变量节点（C2C）更新：校验节点根据接收到的变量节点信息，利用奇偶校验约束更新外部信息，回传给变量节点。

经过多次迭代，后验概率逐渐收敛，最终通过硬判决输出译码结果。BP算法的优势在于其逼近最大后验概率（MAP）性能，同时计算复杂度较低。然而，在极高噪声环境下，可能出现震荡或收敛缓慢的问题，此时可采用改进算法如最小和（Min-Sum）算法来优化性能。

LDPC码与BP算法的结合，使其成为现代通信系统中高效的纠错方案，适用于5G、卫星通信等高可靠性传输场景。